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物联网下高职“智慧实训室管理中心”的建设思考

广州科技贸易职业学院 黄小东 2020/5/12 15:43:33

   摘要:随着国家教育事业的不断发展,对于高等职业教育加大了资金投入并且提高了重视程度。高职院校的实训室是教学中重要的教学场地,在网络广泛渗入教学手段的当今社会,结合RFID、Zigbee、等先进系统,建立物联网智慧实训室管理中心,为高等职业教育的进行构建更加开放和系统化的信息平台。
   关键词:物联网;智慧实训室;先进系统
  
   前言:建立物联网下智慧的实训室管理中心,是基于实训室普遍存在的专业上的管理不足和缺陷,结合网络时代下,先进的管理系统与技术,以云计算技术、共享理念和同治理念,推进高职院校的设备管理自动化,加强安全教学,降低资源浪费率。以智能化为前提转变传统的实训室管理理念。
   1高职实训室管理中的问题分析
   1.1设备管理方式的落后
   高职院校技能性人才的培养,要求在教学过程中实践训练占据主要的教学时间。但整个专业的人同时上课时,专业人数将近百人,每个人都需要实操的情况下,实训室设备的负荷过大,存在因长时间运行而出现的设备损耗问题。
   实训室的设备种类也比较繁杂,传统实训室的设备检验仍旧依赖于人工手动检查,检查时间不够充分,排查力度与排查方式不够精确,导致设备问题不能及时发现和有效解决,还出现资源浪费的情况。
   实训室的设备中,有一部分是精密仪器,对室内的温度、噪声、光照、用电量等等都有过高的要求。传统的管理模式中,这些问题只能依赖有经验的管理人员手动调节。
   1.2教学信息管理的缺失
   高职院校缺乏信息平台,大数据无法集中储存和共享在师生共有的信息平台上。设备的编号与信息汇总也缺乏系统化的整理。人员信息、设备信息、教学资源共享、资源对接等方面都缺乏技术支持。
   针对以上所存在的问题,物联网下的高职智慧实训室管理中心的建立势在必行。
   2智慧实训室管理中心建设的构架设计
   物联网是万物互联的网络技术,它借助RIFD、各类传感器设备,实时感知测量物理世界的信息,并将之通过有线或无线的通讯方式发送到网络上[1]。物联网的发展,实现设备与设备之间的互通、信息与资源的共享、网络化的智能管控,降低设备的安全隐患,管理人员的工作量,提高学校老师和学生的教学水平与进度。
   2.1层次模型的建立
   物联网下的智慧实训室管理中心,需要构建设备与设备之间的相互连接,将设备的感知网与校园的互联网连接起来,形成能够自动感知的物联网络。
   构建的结构需要感知层、网络层和应用层三个层级。
   感知层,通过相应的感知系统,感应物理世界里的信息并对设备进行对应的控制。主要执行安全防护和环境管理等应用层发布的命令。
   网络层,则是通过物联网将感知层中收集和采纳的数据进行转换后传递出去。主要负责信息的接收、储存与传输。
   应用层,是在前两层的基础上建立起来的,主要为师生提供教学资源的共享,学生自主预约实训、自主学习、设备自动化管理、教学安排的管理。
   以上三个层次模型的建立,需要依托于云数据中心的建立。分布性和共享性是云计算技术的特点,云计算技术是智慧实训室管理中心建立的重要组成部分。能够在减少设备之间的依赖性的同时提高设备的利用率和系统的容灾能力。
   首先建立云试验平台。云试验平台包含三个部门。(1)基础构架即服务,即IaaS——虚拟性的服务层,使得物联网对硬件进行虚拟化处理。(2)软件即服务,即PaaS——系统管理层,对硬件资源的整理与综合处理,然后进行相应的虚拟操作。(3)平台即服务,即PaaS——云终端系统层。
   2.2设备管理系统的建设
   安全管理系统的建设。高职院校在教学中需要的设备种类繁多,数量庞大。设备在型号、类型等信息汇总与快速调取方面,需要结合仓储物联网系统,运用RFID技术。该技术应用于固定资产的系统管理和安全保障。首先对于实训室门口设置RFID终端设备,任何设备的进出记录都会清晰的呈现在互联网上,保障了设备的管理安全。同时对于设备进行统一的编号,并输入RFID系统中,定期维护、更新系统,详细记录设备的性能、型号、使用情况、使用状态、是否有问题,能够高效解决实训室设备管理落后、报修不及时、维护不全面等问题。
   环境监测系统的建设。在智能家具系统的环境监测系统中,主要应用了Zighee无线通讯技术,安置在家电设备中,对家庭中的照明、湿度、安防等问题随时反馈到移动APP上。Zighee在当下的近程无线通讯技术中,功耗和成本相对较低,复杂程度较低便于安装和使用。可结合门禁与课程设置系统,在固定课程开始前,自动打开门禁,方便师生入内。满足智慧实训室精密仪器对于环境管理的需求和智能门禁管理的需求。
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